द टेल ऑफ़ रोज़ एलॉय और फॉलन क्रेंका

एक बार जब मैं मुख्य रूप से लैंडफिल में फेंके गए विभिन्न सर्किट बोर्ड से एक स्कूलबॉय और खनन किए गए रेडियो घटक थे, तो मैंने इस तरह के एक अन्य सर्किट बोर्ड को टांका लगाने की प्रक्रिया में एक असामान्य घटना पर ध्यान दिया: कुछ सैनिक तुरंत पन्नी से गिर गए, यह एक टांका लगाने वाले लोहे के साथ उन्हें पोंछने के लायक था। संपर्क क्षेत्र मिलाप, चिकनी और चांदी-टिनडेड के स्पष्ट था, और भाग के उत्पादन में मिलाप की एक बूंद के नीचे एक ही चमकदार सपाट आधार था।

मैंने देखा और समय के लिए भूल गया। और अंतिम वर्ष से पहले, आर्कटिक के एक वैज्ञानिक अभियान में भाग लेते हुए, मुझे उस डिवाइस की अप्रत्याशित विफलता का सामना करना पड़ा, जिसके साथ मैं काम कर रहा था। डिवाइस घर-निर्मित था - अन्य लोगों ने इसे किया, लेकिन सौभाग्य से, उन्होंने मुझे सर्किट और सभी दस्तावेज प्रदान किए, मैं बस अपने साथ टांका लगाने वाले लोहे और आवश्यक उपकरणों के मामले में ले गया। हमें लंबे समय तक खराबी की तलाश नहीं करनी थी: मामले के अंदर डी-पाक पैकेज में 5V एकीकृत स्टेबलाइजर था, जो बस बोर्ड से गिर गया था। पैड और स्टेबलाइजर के "पेट" में एक ही सुंदर चमकदार सतह थी।

आखिरी मामला एक पुराने लैपटॉप के साथ था, जिसने अपने पूर्व मालिक के अनुसार, पुराने एक के संपर्क में आने के बाद एक हजार रूबल के लिए तहखाने में पावर कनेक्टर को बदल दिया। समय के साथ, इस कनेक्टर में फिर से संपर्क करने में समस्या हुई, और जब मुझे पता चला कि कनेक्टर बस बुरी तरह से मिलाप किया गया था और यह सिर्फ बोर्ड में लटका हुआ था, तो मैंने कनेक्टर को ले लिया और इसे उसी तरह मिलाया। लेकिन समय बीतता गया और गलती लौट आई।

जैसा कि आप अनुमान लगा सकते हैं, इन सभी घटनाओं का कारण एक ही है और यह लेख के शीर्षक में उल्लिखित है और केडीपीवी पर दिखाया गया है। लेकिन यह बोर्डों पर और यहां तक ​​कि एक लैपटॉप में कहां से आया?

पहले दो मामलों में, किसी और के युक्तिकरण के लिए दोष, जो किसी समय रेडियो अमेटर्स के साथ टिनिंग प्रिंटेड सर्किट बोर्डों के लगभग आम तौर पर स्वीकृत तरीका बन गया, और, जाहिर है, उत्पादन में घुस गया। मैंने पानी, ग्लिसरीन और साइट्रिक एसिड के मिश्रण में एक बोर्ड को फेंक दिया, एक सौ डिग्री तक गरम किया, वहां गुलाब मिश्र धातु के कुछ दानों को फेंक दिया, पिघला हुआ मिश्र धातु को एक रबर स्पैटुला के साथ छितराया - और अब खूबसूरती से टिनडेड और आसानी से टांके वाले रास्ते तैयार हैं। और लैपटॉप, जैसा कि हम याद करते हैं, अनौपचारिक मरम्मत करने वालों द्वारा दौरा किया गया था, जिनके पास एक प्यारा चाल है - बड़े पैमाने पर बोर्ड पॉलीगोन को मिलाप करने के लिए कैसे मिलाप, और यहां तक ​​कि सीसा रहित मिलाप, लौह टांका लगाने का लोहा। इसके लिए, एक ही मिश्र धातु का उपयोग रोज के लिए किया जाता है, जो एक तंग सीसा के साथ फ्यूज हो जाता है, इसे जल्दी से पिघला देता है और बोर्ड पर सब कुछ "मिटा" के बिना और पीसीबी से तांबे को अलग किए बिना कनेक्टर को विघटित करना आसान बनाता है। और सभी तीन मामलों में, मिलाप के साथ मिश्रित मिश्र धातु, तेजी से अपने पिघलने बिंदु को कम कर दिया, जिससे परेशानी हुई।

ऐसा लगता है कि थोड़ा मिश्र धातु गुलाब को मिलाप के गुणों में बहुत बदलाव नहीं करना चाहिए। लेकिन ऐसा है नहीं। क्यों - आइए याद रखें कि टिन मिश्र-सीसा-बिस्मथ प्रणाली में रोज़ मिश्र धातु एक ट्रिपल यूक्टेक्टिक है।

इच्छामृत्यु के बारे में बात करें

आइए तरल अवस्था में असीमित घुलनशीलता के साथ दो-घटक प्रणाली के चरण आरेख को देखें और ठोस में महत्वहीन घुलनशीलता। मिश्र धातु की संरचना क्षैतिज अक्ष, और ऊर्ध्वाधर अक्ष पर तापमान पर अंकित की जाती है। और उस पर लाइनें पिघलने की शुरुआत (सॉलिडस - एडीसीबी) के तापमान और पिघलने के अंत (द्रवीभूत - एईबी) के निर्भरता हैं। अभी भी दो शाखाएं हैं जो दो-चरण क्षेत्र से एक सजातीय ठोस समाधान के क्षेत्रों को अलग करती हैं, लेकिन वे अब हमें रुचि नहीं देंगे। सॉलिडस और लिक्विड के बीच के क्षेत्र में, हमारे पास पिघल और ठोस चरण की दो-चरण प्रणाली है।

प्वाइंट ई विशेष है, इसमें सॉलिडस और लिक्विड एक-दूसरे को स्पर्श करते हैं: इस संरचना का एक मिश्र धातु सबसे अधिक फ्यूज़िबल है और यह शुद्ध धातु की तरह तुरंत पिघल जाता है। यह यूटेटिक है। एक अच्छा मिलाप आमतौर पर एक eutectic होता है और यही POS-61 या POS-63 होता है।

और अगर मिश्रधातु की संरचना यूक्टेक्टिक के अनुरूप नहीं है? क्या आपने कभी POS-40 मिलाप मिलाया है, जो आमतौर पर सोवियत घरों में मोटी पट्टी के रूप में बेचा जाता था? टांका लगाने वाले लोहे के डंक के नीचे, यह पहले एक प्रकार का दलिया में बदल जाता है, और फिर यह केवल पूरी तरह से पिघला देता है। यह रिवर्स ऑर्डर में कठोर हो जाता है, पहले एक गड़बड़ में बदल जाता है, और फिर अंत में जम जाता है।

और अगर हम टिन लेते हैं और इसमें केवल 5% सीसा मिलाते हैं? यह बिल्कुल वैसा ही होगा, केवल ठोस और तरल के बीच "दलिया" व्यावहारिक रूप से ठोस होगा। लेकिन नाजुक, चूंकि तरल चरण क्रिस्टल के बीच पतली परतों को भर देगा।
और अब ध्यान दें कि सॉलिडस लाइन क्षैतिज है। इसका मतलब यह है कि किसी भी मिश्र धातु के टिन और लेड (2.6-80.5% सीसे की संरचना में) का पिघलना एक ही तापमान पर शुरू होगा, इसकी संरचना चाहे जो भी हो। एक ही तापमान पर, जमना समाप्त हो जाएगा, और वैसे, पिघल के इन अंतिम बूंदों की संरचना यूटीक की संरचना के बराबर है।

अब बिस्मथ के पैर जोड़ दें

और यदि आप एक तीसरा घटक जोड़ते हैं, जो स्वतंत्र रूप से एक तरल अवस्था में भी घुल जाता है, लेकिन एक ठोस में भंग नहीं होता है ... यहां हमें तीन-घटक प्रणाली पर विचार करने की आवश्यकता है।
सामान्य तौर पर, ऐसी प्रणाली दो-घटक एक के समान व्यवहार करती है। यहां भी, तीन घटकों की एक रचना है, जहां सॉलिडस और लिक्विड का तापमान बराबर है। और इसका गलनांक तीन बाइनरी सिस्टमों में से प्रत्येक में दोहरे यूटेटिक्स के तापमान से भी कम है जो ट्रिपल बनाता है।



इस आंकड़े में एक ऐसे तरल पदार्थ को दर्शाया गया है जो एक सतह से एक रेखा में बदल गया है। और सॉलिडस ... सॉलिडस लगभग पूरे त्रिकोण के लिए एक क्षैतिज विमान है (लीड कोण को छोड़कर - एक इंटरमेटेलिक चरण है)। सीसा-टिन-बिस्मथ प्रणाली के लिए, इसकी स्थिति 96 डिग्री सेल्सियस के निरंतर तापमान, रोज़ मिश्र धातु के पिघलने के तापमान से मेल खाती है।
इसलिए यदि हम टिन-सीसा मिश्र धातु में थोड़ा सा विस्मुट जोड़ते हैं, तो हमें एक मिश्र धातु मिलती है जो 96 ° C पर पिघलना शुरू होती है।

सच है, बिस्मथ टिन में विशेष रूप से घुलनशील है, और विशेष रूप से सीसा में। इस वजह से, सॉलिडस प्लेन को त्रिकोण के किनारे से दूर ले जाया जाता है - टिन-लेड सेक्शन। टिन-लीड युटेक्टिक से लगभग 15% बिस्मथ होता है, जो किनारे पर आने पर ऊपर की ओर झुकता है। इसलिए, गुलाब मिश्र धातु की मात्रा जो परेशानी पैदा करेगी, असीम रूप से छोटी नहीं है, लेकिन लगभग 10-20% है। लेकिन दुर्भाग्य से, यह केवल आदर्श परिस्थितियों में है। वास्तविक और कम नुकसान में। इसका कारण यह है कि टांका लगाना एक त्वरित प्रक्रिया है।

काइनेटिक कारक

कैनेटीक्स रासायनिक प्रक्रियाओं की दर के लिए समर्पित रसायन विज्ञान का एक खंड है। टांका लगाना एक त्वरित और छोटी प्रक्रिया है, टांका लगाने वाला बिंदु जल्दी से गर्म हो जाता है इससे पहले कि मिलाप पिघल जाए और जल्दी से ठंडा हो जाए। इससे क्या होता है?

एक गुलाब मिश्र धातु के साथ टिन-प्लेटेड बोर्ड पर एक संपर्क पैड की कल्पना करें (विशेष रूप से या इसके बाद एक दोषपूर्ण भाग को मिलाप करने के लिए इस्तेमाल किया गया था)। उन्होंने इसमें संपर्क पैड मिलाया और टांका लगाने वाले लोहे को हटा दिया। मिलाप जमे हुए है। टांका लगाने का समय - सेकंड। इस समय के दौरान, मिलाप और रोज मिश्र धातु को मिश्रण करने का समय नहीं होगा, खासकर अगर एसएमडी तत्व मिलाप होता है और मिश्रण को संपर्क पैड और आउटपुट पैड के बीच संकीर्ण अंतर से रोका जाता है। परिणामस्वरूप, संपर्क पैड पर पूर्व गुलाब मिश्र धातु के स्थान पर, एक बिस्मथ-समृद्ध परत की एक परत प्राप्त की जाती है, जो 96 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर पिघलना शुरू होती है, भले ही बिस्मथ संदूषक जंक्शन की कुल मात्रा अपर्याप्त लगती हो। यही कारण है कि विवरण एक टांका लगाने वाले लोहे के साथ एक हल्के स्पर्श से गिर गया, और इसलिए एक "दर्पण" का गठन किया गया था।

इस आंकड़े में नीला गुलाब मिश्र धातु, और ग्रे - मिलाप दिखाता है। बाईं ओर - पहले, और दाईं ओर - टांका लगाने के बाद।

क्या है खतरा?

जब हीटिंग भाग को गुलाब मिश्र धातु के साथ मिलाया जाता है, तो परिणाम स्पष्ट होता है: भाग बस गिर जाएगा। 96 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर, क्रिस्टलीय सोल्डर अनाज को तरल परतों द्वारा अलग किया जाता है और इसकी ताकत गीली रेत के समान होती है। ऐसा लगता है कि यदि भाग गर्म नहीं होता है, तो डरने की कोई बात नहीं है? लेकिन यहां यह कारक चलन में है कि सोल्डरिंग के क्षण से लेकर अंतिम जमने के क्षण तक काफी समय बीत जाता है। और इस समय, जंक्शन पर सबसे छोटा प्रयास इसे नष्ट कर देगा, दरारें पैदा होंगी। यह "गलत सोल्डरिंग" का एक प्रकार है: सब कुछ मिलाप लगता है, संपर्क है - लेकिन कोई विश्वसनीयता नहीं है, समय के साथ यह संपर्क गायब हो जाएगा, विशेष रूप से यांत्रिक तनाव के तहत, जैसे लैपटॉप के पावर कनेक्टर पर।

निष्कर्ष

टिनिंग बोर्डों के लिए या टांका लगाने वाले हिस्सों के लिए गुलाब मिश्र धातु का उपयोग न करें। और अगर आपको कुछ मिश्र धातु के साथ मिश्र धातु के ओवरहिटिंग से कुछ नाजुक और बहुत डरने की ज़रूरत है, तो अपने आप को एक अलग टांका लगाने वाला लोहा या इसके लिए एक अलग टिप प्राप्त करें। रोज मिश्र धातु के साथ टिनिंग के लिए एक योग्य विकल्प रासायनिक टिनिंग है। यह केवल "रासायनिक" टिन में प्रवाह को लागू करने और इसे पिघलाने के लिए आवश्यक है।
जब भाग यंत्रवत् रूप से भरा हुआ नहीं है और आपने अभी भी इसे गुलाब मिश्र धातु के साथ मिलाया है (या किसी ने इसे आपके सामने किया है), तो आलसी मत बनो और इसे कुछ बहुत मजबूत चिपकने के साथ बोर्ड को गोंद न दें (ताकि यदि आवश्यक हो तो आप इसे फाड़ सकें) । ऐसा करने से, आप इसे मिलाप के ठोसकरण के दौरान विस्थापन से कुछ हद तक बीमा करेंगे और टांका लगाने को अधिक विश्वसनीय बना देंगे। आप सोल्डरिंग आयरन की एक विस्तृत टिप पर सोल्डर की एक बड़ी बूंद के साथ गुलाब मिश्र धातु के साथ साइटों के आसपास भी चल सकते हैं, फिर एक ब्रैड के साथ मिलाप को हटा दें और इस ऑपरेशन को 1-2 बार दोहराएं, लेकिन बोर्ड की गुणवत्ता के आधार पर, एक जोखिम है कि ट्रैक खड़े नहीं होंगे।

पुनश्च:
यदि आप अचानक टिन-बिस्मथ मिलाप में आते हैं तो इसी तरह की स्थिति उत्पन्न होती है। ऐसा मिलाप, कम-विषैला होने के कारण (बिस्मथ लेड की तुलना में बहुत कम विषाक्त होता है) और फ्यूज़िबल (Tmelt = 139 ° C), एक उत्कृष्ट लीड-फ्री मिलाप होगा यदि यह लीड में प्रवेश करने पर ट्रिपल यूटेटिक के गठन के लिए नहीं था। उदाहरण के लिए, जब साधारण टिन-लीड सोल्डर का उपयोग करके ऐसे सोल्डर द्वारा टांके गए बोर्ड की मरम्मत की जाती है। हालाँकि, ऐसा मिलाप, जैसा कि हाबरा_निक द्वारा इंगित किया गया है , जापान में लोकप्रियता का एक निश्चित स्तर है। इसलिए आधुनिक जापानी इलेक्ट्रॉनिक्स की मरम्मत करते समय आपको सावधान रहने की आवश्यकता है।